試論暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

王宗亮

安徽地平線建筑設(shè)計有限公司 安徽合肥 230001

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對于生活質(zhì)量更加看重，為滿足人們?nèi)找嬖龆嗟纳钜?，我國圍繞可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)展建筑行業(yè)，但是建筑行業(yè)仍然存在能源利用和綠色環(huán)保戰(zhàn)略之間的矛盾，為解決這一矛盾，需要在其中應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)，通過綠色節(jié)能技術(shù)滿足我們的高質(zhì)量生活要求，并推動社會發(fā)展，使建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化。

1 綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用必要性

近年來，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，能源需求量大大增加，有些不可再生資源面臨枯竭威脅，同時由于城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，導(dǎo)致資源與社會需求之間的矛盾日益嚴(yán)重。對于建筑領(lǐng)域而言，暖通系統(tǒng)所消耗的能源大多數(shù)為不可再生能源，例如煤炭等，且消耗量大，進(jìn)一步加劇了不可再生能源枯竭，因此，綠色可節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用需求越發(fā)迫切[1]。與此同時，還需要通過改造技術(shù)和新能源應(yīng)用等方式減少不可再生能源消耗量，緩解電力緊張現(xiàn)象，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推動社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用原則

2.1 節(jié)約原則

節(jié)約原則主要表現(xiàn)在建設(shè)資源節(jié)約和使用能源節(jié)約上。在建設(shè)資源節(jié)約上，需要節(jié)約利用各種資源設(shè)計時充分考慮工程能源使用量，盡可能選擇最佳設(shè)計結(jié)構(gòu)，防止浪費(fèi)資源。在保證工程順利完成的基礎(chǔ)上盡可能實(shí)現(xiàn)資源最佳投入。并從整體角度使系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)相互配合，進(jìn)而使整體建設(shè)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。在使用資源節(jié)約上，通過對暖通設(shè)計經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，確保采暖通風(fēng)和空調(diào)等系統(tǒng)使用時，能夠使電力能源消耗量處于最佳范圍內(nèi)，這也是綠色建筑的重要標(biāo)志[2]。在優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)好暖通系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間的關(guān)系，不僅要使暖通系統(tǒng)，能源消耗合理，還需要使建筑能源整體消耗合理化，提高能源利用率，降低成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2.2 綠色原則

綠色原則主要表現(xiàn)在建設(shè)材料綠色化和使用能源綠色化兩方面。一方面，在暖通設(shè)計時選用綠色材料，確保材料能夠符合建筑要求，并不會影響生態(tài)環(huán)境。材料回收再利用時，需要根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)和采暖通風(fēng)系統(tǒng)彼此獨(dú)立性使整個系統(tǒng)發(fā)揮整體功效，并保證各零件阻力，局部發(fā)揮作用，便于回收利用，使設(shè)備能夠重新再利用，提高能源利用率[3]。材料循環(huán)上需要確保暖通設(shè)備材料能夠循環(huán)再利用。使原材料更具有經(jīng)濟(jì)性，降低材料應(yīng)用成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料綠色化。另一方面，暖通設(shè)計經(jīng)濟(jì)性分析師需要盡可能確保采暖、通風(fēng)和空調(diào)等系統(tǒng)應(yīng)用天然氣、太陽能等綠色環(huán)保能源，減少環(huán)境破壞度。

3 暖通綠色節(jié)能設(shè)計中存在的問題

3.1 認(rèn)識不到位

人民群眾是暖通系統(tǒng)主要使用者，但是盡管當(dāng)前人們的綠色節(jié)能環(huán)保意識增強(qiáng)，循環(huán)理念加深，對于綠色節(jié)能概念的認(rèn)識仍然存在不到位現(xiàn)象，有些人，具有綠色節(jié)能意識，但是并未在實(shí)際生活中具體行動出來，因此綠色環(huán)保概念只停留在表面，對于當(dāng)前人們而言，大多數(shù)人認(rèn)為暖通系統(tǒng)質(zhì)量由暖通供應(yīng)材料決定，但是這種認(rèn)知存在錯誤，實(shí)際上暖通空調(diào)要想達(dá)到足夠溫度就需要消耗更多材料，而長期與暖通空調(diào)營造的環(huán)境接觸也會影響自身健康。因此，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和生態(tài)保護(hù)目標(biāo)，并保證人們的身體健康，需要加大力度開展暖通綠色節(jié)能設(shè)計，普及綠色節(jié)能理念[4]。

3.2 施工管理不健全

當(dāng)前很多企業(yè)為了追求最大化利益，一般在施工時會偷工減料，對于暖通空調(diào)的建設(shè)投入不夠關(guān)注，管理人員和設(shè)計人員也不夠重視，導(dǎo)致人力不足，資金不足。由于設(shè)計工作不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致暖通系統(tǒng)建設(shè)完成后所消耗的能源過多，不利于推進(jìn)綠色節(jié)能環(huán)保[5]。在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)時，需要專業(yè)人員提供技術(shù)支持，但是當(dāng)前我國暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計人員缺乏專業(yè)性，且本身對實(shí)地考察不夠全面，只憑個人經(jīng)驗(yàn)設(shè)計導(dǎo)致設(shè)計效果不佳，施工時也存在無法及時解決問題的現(xiàn)象，導(dǎo)致暖通設(shè)計和施工管理出現(xiàn)漏洞。

3.3 設(shè)計方案不夠科學(xué)

近些年科技發(fā)展迅速，綠色環(huán)保理念逐漸增強(qiáng)。各種綠色節(jié)能技術(shù)也得到了應(yīng)用，對于暖通設(shè)計工作而言，其中應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢，但是當(dāng)前市場上并未建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致選擇暖通方案時不夠科學(xué)理性，無法合理選擇設(shè)計方案。因此，盡管有新的綠色節(jié)能技術(shù)卻無法合理應(yīng)用，影響暖通設(shè)計，阻礙暖通綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。

4 暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 可再生能源技術(shù)應(yīng)用

暖通空調(diào)綠色節(jié)能設(shè)計中采用可再生能源主要體現(xiàn)在太陽能供暖、制冷，自然通風(fēng)以及地?zé)崮艿确矫妗?/p>

（1）太陽能供暖制冷。通過主動式太陽能供暖系統(tǒng)或是被動式太陽能供暖系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)太陽能供暖；而通過太陽能制冷主要方法為利用太陽能驅(qū)動機(jī)械裝置之后驅(qū)動壓縮制冷循環(huán)，或是直接通過太陽能獲取熱量驅(qū)動吸收式制冷器，進(jìn)而降低室溫，無需使用氟利昂即可實(shí)現(xiàn)制冷，不會破壞臭氧層，同時能源等級敵可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。

（2）自然通風(fēng)。利用自然條件改善了環(huán)境，若建筑外的空氣干球溫度和焓值相對內(nèi)部數(shù)值要低，則可以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，無需消耗能源即可達(dá)到降低室溫目的，也能夠改善潮濕環(huán)境，產(chǎn)生自然舒適感[6]。但是若是室外溫度超過室內(nèi)舒適區(qū)溫度標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計人員需要消耗能源，達(dá)到降溫除濕目的。

（3）地?zé)崮?。通過地?zé)釋ㄖM(jìn)行供暖制冷，例如地?zé)崴?，間接供熱地?zé)岜霉帷⒌責(zé)峁┡诱{(diào)峰鍋爐等方式。當(dāng)前我國建筑設(shè)計時已經(jīng)普遍在暖通空調(diào)安裝中應(yīng)用地?zé)峁こ?，其能夠具備供熱制冷作用，?jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4.2 變頻技術(shù)應(yīng)用

暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)也能夠起到綠色節(jié)能作用。隨著城市發(fā)展越發(fā)迅速，暖通空調(diào)設(shè)計所需要的綠色節(jié)能技術(shù)也更多，不僅可以降低能源消耗，也能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境。變頻技術(shù)能夠在無消耗電能基礎(chǔ)上將直流電轉(zhuǎn)變成不同頻率的交流電，該技術(shù)在暖通系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以按照建筑室內(nèi)外環(huán)境和內(nèi)部人員密集程度調(diào)節(jié)系統(tǒng)[7]。同時通過變頻冷水調(diào)節(jié)機(jī)組、風(fēng)機(jī)設(shè)備、調(diào)節(jié)水泵設(shè)施調(diào)整系統(tǒng)能量輸出，使能耗達(dá)到最低，達(dá)到節(jié)能降耗作用。根據(jù)調(diào)查，變頻技術(shù)在暖通系統(tǒng)中的應(yīng)用可以節(jié)省大約40%的能源消耗量，且通過變頻調(diào)節(jié)能夠有效控制實(shí)際能量輸出，即使在低負(fù)荷狀態(tài)下，變頻系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)節(jié)，并獨(dú)立調(diào)節(jié)各耗能設(shè)備。

4.3 蓄能空調(diào)技術(shù)應(yīng)用

該技術(shù)也是綠色節(jié)能設(shè)計重點(diǎn)技術(shù)之一，其分為蓄冷、蓄熱兩種。常規(guī)蓄冷的技術(shù)包括水蓄冷和冰蓄冷，主要是通過降低或凝固介質(zhì)溫度，利用介質(zhì)中的顯熱和潛熱形式來存儲冷能，例如蓄冷裝置、冷水主機(jī)等。蓄熱技術(shù)則是通過電鍋爐蓄熱系統(tǒng)，以水為介質(zhì)，該系統(tǒng)不會產(chǎn)生有害氣體、噪聲和污染，具有節(jié)能環(huán)保作用，成本也比較低[8]。

4.4 變制冷劑流量技術(shù)應(yīng)用

該技術(shù)是基于普通空調(diào)采用變頻專用壓縮機(jī)設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。壓縮機(jī)可以自動實(shí)現(xiàn)無級變速，按照室內(nèi)環(huán)境自動調(diào)節(jié)熱量，防止頻繁啟動而導(dǎo)致的耗能，也能夠避免室內(nèi)溫度頻繁波動影響效果，具有節(jié)能和控溫作用。

4.5 低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)應(yīng)用

該技術(shù)是從空氣集中處理機(jī)組中傳輸氣溫冷風(fēng)進(jìn)入到空調(diào)房間內(nèi)，一般暖通系統(tǒng)送風(fēng)溫度可以保持在10～15℃內(nèi)，低溫送風(fēng)，空調(diào)的送風(fēng)溫度可以維持在4～10℃之間，由于低溫送風(fēng)可以降低暖通空調(diào)送風(fēng)溫度，減少空調(diào)送風(fēng)量，在一定程度上可以縮小空氣出料口設(shè)備尺寸，減少電能消耗，降低投入成本。低溫送風(fēng)空調(diào)相對于常規(guī)送風(fēng)空調(diào)而言更加節(jié)能性，成本少，節(jié)省空間，且具有良好的節(jié)能效果[9]。

4.6 變流量技術(shù)應(yīng)用

空調(diào)水系統(tǒng)十分龐大，不僅需要具備復(fù)雜管路和更多投資水泵，消耗的能量也比較大，空調(diào)水系統(tǒng)輸配用電在冬季供暖整個動力用電中占據(jù)20%～25%，夏季制冷是用電大約占據(jù)12～24%。因此，需要重視水系統(tǒng)節(jié)能，通過節(jié)能控制水系統(tǒng)，利用一級泵和二級泵系統(tǒng)做到變流運(yùn)行，進(jìn)而起到節(jié)能作用。

4.7 地源熱泵技術(shù)應(yīng)用

在暖通系統(tǒng)冷熱源系統(tǒng)中，選擇地源耦合熱泵機(jī)組可以提供生活熱水，該機(jī)組是通過地下水溫度、土壤、巖石穩(wěn)定特征將一定量的能源輸入其中，通過地下布置的管路裝置與地下水、土壤、巖石實(shí)現(xiàn)熱交換。該機(jī)組具有冬暖夏涼效果，這是因?yàn)橄募驹摍C(jī)組可以通過室內(nèi)制冷收集并排除室內(nèi)熱量將其中一部分熱量用于生活供熱，另一部分熱量則送入到地下存儲起來，冬季可以將存儲的熱量通過熱泵輸出實(shí)現(xiàn)供熱，也能夠用于生活熱水供給。地源耦合熱泵系統(tǒng)中包括熱交換器、水循環(huán)設(shè)施、地源熱泵機(jī)組等裝置，其對于能源要求低，耗能只占據(jù)常規(guī)系統(tǒng)的30%。

5 暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用保障措施

5.1 科學(xué)設(shè)計方案

暖通系統(tǒng)設(shè)計時，不僅需要注重系統(tǒng)風(fēng)量，還需要注重舒適性，進(jìn)而達(dá)到最佳節(jié)能效果。如果空間內(nèi)人員數(shù)量多，流動性大，為了控制好內(nèi)部二氧化碳濃度，需要隨時調(diào)整暖通風(fēng)量，也就是應(yīng)用新風(fēng)需求控制技術(shù)，增加新風(fēng)量，需要避免將新風(fēng)與風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組中的回風(fēng)吸入口連接，而是將其設(shè)置在出風(fēng)口部位或是單獨(dú)設(shè)置，如果室內(nèi)空間大，則可以集中控制溫濕度。對于大面積建筑項目，則可以應(yīng)用全空氣空調(diào)系統(tǒng)和分層空調(diào)裝置，夏季利用分層空調(diào)技術(shù)，減少冷量，降低能源消耗。而全空氣空調(diào)系統(tǒng)則能夠調(diào)節(jié)好回風(fēng)和新風(fēng)，且維修管理難度也比較低，能夠集中處理噪聲，控制溫濕度，實(shí)現(xiàn)凈化過濾。除此之外，暖通設(shè)計還需要科學(xué)應(yīng)用綠色材料，可以采用可回收利用的保溫材料和管材，盡量避免使用不環(huán)保材料，通過應(yīng)用綠色環(huán)保材料建設(shè)綠色建筑，盡量做到就地取材，降低運(yùn)輸費(fèi)用和損耗。

5.2 提高人員素質(zhì)

綠色建筑要想實(shí)現(xiàn)環(huán)保價值，需要設(shè)計好暖通節(jié)能技術(shù)，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計直接影響著系統(tǒng)使用，因此需要注重暖通節(jié)能設(shè)計工作。設(shè)計人員需要按照綠色建筑情況，根據(jù)項目所在地節(jié)能設(shè)計規(guī)律，在保證工期和費(fèi)用的同時，科學(xué)設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)，施工單位要采取措施，保證暖通系統(tǒng)，綠色節(jié)能應(yīng)提高設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，為其提供業(yè)務(wù)培訓(xùn)、專家講座等加強(qiáng)設(shè)計人員的設(shè)計能力，豐富設(shè)計專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，從根本上避免出現(xiàn)不合理設(shè)計。此外，還需要選擇優(yōu)質(zhì)設(shè)計師，對設(shè)計單位進(jìn)行綜合評價，選擇優(yōu)質(zhì)設(shè)計單位，保障設(shè)計科學(xué)合理。

5.3 降低能源損耗

運(yùn)輸和輸送作業(yè)也會導(dǎo)致能量損失，在實(shí)際使用能量時能源量和供應(yīng)量之間存在差距，這會影響能源企業(yè)效益和能源利用效果，受到綠色理念的影響，降低能源傳輸損耗，采用性能好的高溫材料設(shè)備降低能耗，實(shí)際運(yùn)行時需要采用高溫工作材料裝置能量，并在計算機(jī)載體下利用計算機(jī)遙控功能加強(qiáng)管控能源運(yùn)輸，有效利用能源，進(jìn)一步減少能源損耗。

6 結(jié)語

綜上所述，暖通空調(diào)對于綠色建筑發(fā)展十分重要，其在能源消耗中占據(jù)很大部分，因此綠色生態(tài)建筑的實(shí)現(xiàn)需要暖通空調(diào)應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)，使暖通空調(diào)盡可能滿足正常需求的同時能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，提供生活便利，滿足日常需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的，進(jìn)一步推動綠色建筑的發(fā)展。